特許 6984560 粗紡機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6984560

(24)【登録日】2021年11月29日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】粗紡機

(51)【国際特許分類】

   D01H 9/04 20060101AFI20211213BHJP

   D01H 1/36 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   D01H9/04 C

   D01H1/36 B

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-148149(P2018-148149)

(22)【出願日】2018年8月7日

(65)【公開番号】特開2020-23762(P2020-23762A)

(43)【公開日】2020年2月13日

【審査請求日】2020年11月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100179936

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 明日香

(74)【代理人】

【識別番号】100195006

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 勇蔵

(72)【発明者】

【氏名】峯野 太一

(72)【発明者】

【氏名】藤井 能理

【審査官】 ▲桑▼原 恭雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開平５−７１０２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−１０８３３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第１０２００９０３５３８４（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 欧州特許第０３１０５６８（ＥＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ０１Ｈ ９／０４

Ｄ０１Ｈ １／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボビンを着脱可能に支持するボビンレールと、
前記ボビンレールを昇降動作させる昇降装置と、
前記ボビンレールを支持しつつ前記ボビンレールの昇降動作に従って揺動する揺動レバー、および、前記昇降装置が前記ボビンレールを昇降させるために必要な駆動力を軽減するバランス力を前記揺動レバーに付与する付与機構を有するバランス装置と、
前記ボビンレールを下降させる方向に前記昇降装置を所定量だけ駆動した場合に、前記付与機構によって前記揺動レバーに付与されている前記バランス力を解除することにより、前記揺動レバーを前記ボビンレールから分離させるバランス力解除装置と、
前記バランス力解除装置によって前記バランス力を解除する場合に、前記昇降装置および前記揺動レバーから前記ボビンレールを受け取るレール受け装置と、
を備える粗紡機。

【請求項2】

前記昇降装置は、
機台の長手方向と平行に配置されて回転駆動する駆動軸を有し、前記駆動軸の回転によって前記ボビンレールを昇降させるものであり、
前記付与機構は、
前記機台の長手方向と平行に配置されて回転自在な回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体に回転するバランスカムと、
前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体に回転するバランスプーリと、
前記バランスカムに一端が固定され、前記揺動レバーに他端が固定されたバランスチェーンと、
前記バランスプーリを一方向に付勢する付勢力を発生させる付勢部材と、
を備え、
前記バランス力解除装置は、
前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体に回転する第１プーリと、
前記駆動軸に取り付けられ、前記駆動軸と一体に回転する第２プーリと、
前記第１プーリと前記第２プーリとを連結する連結部材と、
を備え、
前記ボビンレールを下降させる方向に前記昇降装置を前記所定量だけ駆動すべく前記駆動軸を回転させた場合に、前記連結部材が前記第２プーリに巻き取られて前記第１プーリを回転させることにより、前記バランス力を解除する
請求項１に記載の粗紡機。

【請求項3】

前記連結部材はベルトである
請求項２に記載の粗紡機。

【請求項4】

前記回転軸の回転中心を中心に回転移動自在な当接部材を有し、
前記当接部材は、前記連結部材に前記当接部材の自重による回転力で当接することにより、前記連結部材の弛みを抑制する
請求項２または３に記載の粗紡機。

【請求項5】

前記機台の長手方向において前記連結部材の位置ずれを規制する規制部材を備える
請求項２または３に記載の粗紡機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粗紡機に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、粗紡機においては、ドラフト装置から送り出される粗糸材料を、フライヤの回転とボビンの回転により加撚しつつボビンに巻き取る。その際、ボビンは、ボビンホイールに装着され、ボビンホイールと一体に回転する。また、ボビンホイールとボビンは、ボビンレール上に配置され、ボビンレールと一体に昇降する。これにより、ボビンに所定の積層形状で粗糸が巻き取られる。

【0003】

特許文献１には、ボビンレールに取り付けられたリフターラックと、リフターラックに噛み合うピニオンとを有し、ピニオンの正逆回転によってボビンレールを昇降動作させる昇降装置と、ボビンレールを小さな力で昇降可能とするためのバランス装置と、を備える粗紡機が記載されている。この粗紡機のバランス装置は、ボビンレールを支持し、ボビンレールの昇降動作に従って揺動する揺動レバーを備えている。揺動レバーの一端部はボビンレールを下側から支持するように、ボビンレールの下部に当接している。また、揺動レバーにはチェーンが引っ掛けられており、このチェーンを介して揺動レバーにバランス力が付与されている。

【0004】

近年、粗紡機に対して自動玉揚げ装置（オートドッファー）の需要が高まっている。自動玉揚げ装置は、ボビンレール上で粗糸の巻き取りを終えた満ボビンを自動で空ボビンに交換する装置である。一方、粗紡機でボビンに粗糸を巻き取る場合は、ボビンの上方にフライヤが配置され、ボビンレールの上昇によってフライヤ内にボビンを挿入する。その後、粗糸の巻き取りを終えると、ボビンレールの下降によってフライヤの下方にボビンが移動する。このとき、ボビンの直上にはフライヤが存在するため、ボビン交換にフライヤが邪魔になる。このため、粗紡機に自動玉揚げ装置を付加する場合は、フライヤとの干渉を避けるために、ボビンレールを粗紡機の機台前方に移動させる機構を付与することが多い（たとえば、特許文献２を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平５−７１０２３号公報

【特許文献2】欧州特許第０３１０５６８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記バランス装置を備える従来の粗紡機においては、バランス力が付与された揺動レバーの一端部でボビンレールを常に受ける構造になっているため、ボビンレールを機台前方に移動させることができなかった。このため、従来の粗紡機では、バランス装置と自動玉揚げ装置を両立させることが困難であった。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、バランス装置と自動玉揚げ装置を両立させることができる粗紡機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の粗紡機は、ボビンを着脱可能に支持するボビンレールと、前記ボビンレールを昇降動作させる昇降装置と、前記ボビンレールを支持しつつ前記ボビンレールの昇降動作に従って揺動する揺動レバー、および、前記昇降装置が前記ボビンレールを昇降させるために必要な駆動力を軽減するバランス力を前記揺動レバーに付与する付与機構を有するバランス装置と、前記ボビンレールを下降させる方向に前記昇降装置を所定量だけ駆動した場合に、前記付与機構によって前記揺動レバーに付与されている前記バランス力を解除することにより、前記揺動レバーを前記ボビンレールから分離させるバランス力解除装置と、前記バランス力解除装置によって前記バランス力を解除する場合に、前記昇降装置および前記揺動レバーから前記ボビンレールを受け取るレール受け装置と、を備える。

【0009】

本発明の粗紡機において、前記昇降装置は、機台の長手方向と平行に配置されて回転駆動する駆動軸を有し、前記駆動軸の回転によって前記ボビンレールを昇降させるものであり、前記付与機構は、前記機台の長手方向と平行に配置されて回転自在な回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体に回転するバランスカムと、前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体に回転するバランスプーリと、前記バランスカムに一端が固定され、前記揺動レバーに他端が固定されたバランスチェーンと、前記バランスプーリを一方向に付勢する付勢力を発生させる付勢部材と、を備え、前記バランス力解除装置は、前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体に回転する第１プーリと、前記駆動軸に取り付けられ、前記駆動軸と一体に回転する第２プーリと、前記第１プーリと前記第２プーリとを連結する連結部材と、を備え、前記ボビンレールを下降させる方向に前記昇降装置を前記所定量だけ駆動すべく前記駆動軸を回転させた場合に、前記連結部材が前記第２プーリに巻き取られて前記第１プーリを回転させることにより、前記バランス力を解除するものでもよい。

【0010】

本発明の粗紡機において、前記連結部材はベルトであってもよい。

【0011】

本発明の粗紡機は、前記回転軸の回転中心を中心に回転移動可能な当接部材を有し、前記当接部材は、前記連結部材に前記当接部材の自重による回転力で当接することにより、前記連結部材の弛みを抑制するものでもよい。

【0012】

本発明の粗紡機は、前記機台の長手方向において前記連結部材の位置ずれを規制する規制部材を備えるものでもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、バランス装置と自動玉揚げ装置を両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る粗紡機の一部分を省略した概略側面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る粗紡機の他の部分を省略した概略側面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る粗紡機の一部破断部を含む概略正面図である。

【図4A】第１プーリに対するベルトの固定構造の一例を機台の長手方向から見た図である。

【図4B】第１プーリに対するベルトの固定構造の一例を図４ＡのＫ方向から見た図である。

【図5A】本発明の実施形態に係る粗紡機の動作を説明する図である。

【図5B】本発明の実施形態に係る粗紡機の動作を説明する図である。

【図5C】本発明の実施形態に係る粗紡機の動作を説明する図である。

【図5D】本発明の実施形態に係る粗紡機の動作を説明する図である。

【図5E】本発明の実施形態に係る粗紡機の動作を説明する図である。

【図5F】本発明の実施形態に係る粗紡機の動作を説明する図である。

【図5G】本発明の実施形態に係る粗紡機の動作を説明する図である。

【図6】一対の規制部材の構成を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0016】

＜粗紡機の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る粗紡機の一部分を省略した概略側面図であり、図２は、本発明の実施形態に係る粗紡機の他の部分を省略した概略側面図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る粗紡機の一部破断部を含む概略正面図である。なお、図１〜図３においては、それぞれ図面の中で線の重なりをできるだけ避けるために、粗紡機の構成を一部省略して示すとともに、構成全体を簡略化して示している。

【0017】

本実施形態の粗紡機は、機台１の長手方向Ｘと平行に配置されたボビンレール２と、ボビンレール２を昇降させる昇降装置３（図１参照）と、ボビンレール２を支持する揺動レバー４および揺動レバー４にバランス力を付与する付与機構５を有するバランス装置６と、バランス力を解除するバランス力解除装置７と、昇降装置３および揺動レバー４からボビンレール２を受け取るレール受け装置８と、を備えている。ボビンレール２の上方にはフライヤ２０（図１参照）が配置されている。

【0018】

（ボビンレール）
ボビンレール２は、機台１の長手方向Ｘに長い長尺状のレールである。ボビンレール２は昇降可能に配設されている。ボビンレール２の上面には複数のボビンホイール２ａが設けられている。ボビンホイール２ａは、機台１の前後方向に千鳥状に２列に並んで配置されている。各々のボビンホイール２ａは、図示しない駆動機構によって回転駆動される。各々のボビンホイール２ａは、ボビンを着脱可能に支持するとともに、図示しない駆動機構によりボビンを回転させる。ボビンレール２の底部には凸部９と脚部１０が設けられている。凸部９は、ボビンレール２の短手方向の中間部に配置され、脚部１０は、凸部９を挟んでボビンレール２の短手方向の両側に配置されている。また、凸部９は、ボビンレール２の長手方向全体に形成されている。

【0019】

（昇降装置）
昇降装置３は、図１および図３に示すように、機台１の長手方向Ｘと平行に配置された駆動軸１１と、ボビンレール２を下から受けて支持するレール支持部材１２と、駆動軸１１の駆動力をレール支持部材１２に伝達する動力伝達機構１３と、を備えている。

【0020】

駆動軸１１は、たとえば、図示しないモータを動力源として正逆方向に回転駆動するものである。駆動軸１１は、機台１のフレーム部材１４に軸受１５によって回転自在に支持されている。機台１のフレーム部材１４は、機台１の長手方向Ｘに所定の間隔で複数配置され、駆動軸１１は、複数のフレーム部材１４を貫通するように水平に配置されている。

【0021】

レール支持部材１２は、図１に示すように、機台１の長手方向Ｘから見てＬ字形に形成されている。レール支持部材１２は、水平に配置された支持部１６と、垂直に配置されたスライダ部１７とを一体に有している。支持部１６の上面には、ボビンレール２の脚部１０に対応して第１受け部１８が設けられている。第１受け部１８は、ボビンレール２をレール支持部材１２で支持する場合に、ボビンレール２の脚部１０に接触する部分となる。スライダ部１７は、ガイド部材１９によって上下方向に移動自在に支持されている。ガイド部材１９は垂直な向きで機台１に固定されている。ガイド部材１９には凹状のガイド溝１９ａが形成され、このガイド溝１９ａにスライダ部１７の凸部（不図示）が嵌合することにより、ガイド部材１９に沿ってスライダ部１７が移動自在に支持されている。

【0022】

動力伝達機構１３は、ピニオン２１と、リフターラック２２とによって構成されている。ピニオン２１は、駆動軸１１に同軸に取り付けられ、駆動軸１１と一体に回転するものである。ピニオン２１はリフターラック２２に噛み合っている。リフターラック２２は、レール支持部材１２のスライダ部１７にボルト等によって固定されている。

【0023】

上記構成からなる昇降装置３においては、図示しない動力源により駆動軸１１が回転すると、駆動軸１１と一体にピニオン２１が回転するとともに、ピニオン２１に噛み合うリフターラック２２が上下方向に移動する。また、リフターラック２２が上下方向に移動すると、リフターラック２２と一体にレール支持部材１２が移動（昇降）する。このため、レール支持部材１２の支持部１６にボビンレール２を乗せて支持し、その状態で駆動軸１１を回転させることにより、駆動軸１１の回転方向および回転量に応じてボビンレール２を昇降動作させることができる。具体的には、図１の時計回り方向に駆動軸１１を回転させるとボビンレール２が上昇し、図１の反時計回り方向に駆動軸１１を回転させるとボビンレール２が下降する。このため、昇降装置３の駆動方向に関しては、駆動軸１１を図１の時計回り方向に回転する方向が、ボビンレール２を上昇させる方向に相当し、駆動軸１１を図１の反時計回り方向に回転させる方向が、ボビンレール２を下降させる方向に相当する。

【0024】

（バランス装置）
バランス装置６の構成は、すでに出願人が出願している特開平５−７１０２３号公報に記載のものと基本的に同様である。以下、バランス装置６が有する揺動レバー４および付与機構５の構成について説明する。

【0025】

（揺動レバー）
揺動レバー４は、機台１の長手方向Ｘで隣り合うフレーム部材１４間に１つずつ設けられている。揺動レバー４の数は、必要に応じて変更可能である。揺動レバー４の一端部には受け口２３が設けられている。受け口２３は、揺動レバー４によってボビンレール２を支持するときに、ボビンレール２の凸部９に接触する部分であって、凹状に形成されている。揺動レバー４の他端部には係合部２４が設けられている。係合部２４は鍵型に形成されている。係合部２４は、ガイドローラ３０に係合している。このため、揺動レバー４は、ガイドローラ３０と係合部２４の係合位置を中心に揺動する。ガイドローラ３０は、フレーム部材１４に固定された支軸３３に回転自在に支持されている。また、揺動レバー４には引っ掛け部４ａが形成されている。引っ掛け部４ａは、揺動レバー４の前寄りに形成されている。揺動レバー４がボビンレール２を支持する位置と、レール支持部材１２がボビンレール２を支持する位置とは、互いに干渉しないように、機台１の長手方向Ｘに位置をずらして設定されている。

【0026】

（付与機構）
付与機構５は、回転軸２５に取り付けられたバランスカム２６と、回転軸２５に取り付けられたバランスプーリ２７と、バランスカム２６に一端が固定されたバランスチェーン２８と、バランスプーリ２７を一方向に付勢する付勢力を発生させる付勢部材としてのバネ２９と、を備えている。

【0027】

回転軸２５は、機台１の長手方向Ｘと平行に配置されている。また、回転軸２５は、機台１の長手方向Ｘで隣り合うフレーム部材１４間に掛け渡して設けられている。回転軸２５の両端部は、それぞれに対応するフレーム部材１４に軸受３１によって回転自在に支持されている。バランスカム２６は、回転軸２５と一体に回転するものである。回転軸２５の回転中心からバランスカム２６のカム面までの距離は、回転軸２５の回転中心まわりの円周方向において連続的に変化している。バランスカム２６のカム面は、バランスカム２６の回転によってバランスチェーン２８が巻き取られる面を意味する。

【0028】

バランスプーリ２７は、回転軸２５の中心軸方向において、バランスカム２６と隣り合う位置に配置されている。バランスプーリ２７は、回転軸２５と同軸に配置され、回転軸２５およびバランスカム２６と一体に回転するものである。バランスプーリ２７にはチェーン３２が巻かれている。バランスプーリ２７に対するチェーン３２の巻き付き方向と、バランスカム２６に対するバランスチェーン２８の巻き付き方向は、回転軸２５の回転中心まわりで互いに反対方向になっている。

【0029】

バランスチェーン２８は、バネ２９の力を利用してバランスカム２６に加えられる回転力を揺動レバー４に伝達するものである。バランスチェーン２８の一端２８ａはバランスカム２６に固定され、バランスチェーン２８の他端２８ｂは揺動レバー４の引っ掛け部４ａに固定されている。

【0030】

バネ２９は、バランス力の発生源となるもので、バランスプーリ２７の回転方向においてバランスプーリ２７を一方向に付勢している。バネ２９は引っ張りコイルバネによって構成されている。バネ２９の付勢力は、バランスプーリ２７に巻かれたチェーン３２を斜め下方に引き込む方向に加えられている。バネ２９の一端は付勢力調整部３７を介してチェーン３２に連結されている。バネ２９の他端は、スタッド３６に固定されている。スタッド３６は、たとえば、金属製のピンによって構成されるもので、フレーム部材１４の下端部近傍に固定されている。

【0031】

付勢力調整部３７は、図２に示すように、雄ネジを有するネジ棒３８と、雌ネジを有するナット部材３９と、を備えている。ネジ棒３８はチェーン３２の一端に連結され、ナット部材３９はバネ２９の一端に連結されている。また、ナット部材３９の雌ネジは、ネジ棒３８の雄ネジに螺合している。これにより、ナット部材３９を回転させると、ネジ棒３８の中心軸方向にナット部材３９が移動する。また、ナット部材３９が移動すると、バネ２９が伸縮する。このため、ナット部材３９を回転させることでバネ２９の付勢力を調整することができる。

【0032】

上記構成の揺動レバー４および付与機構５を有するバランス装置６においては、付与機構５によって揺動レバー４に上向きのバランス力が付与され、このバランス力によって揺動レバー４の一端（受け口２３）側が引き上げられている。また、揺動レバー４の受け口２３でボビンレール２の凸部９を受けた状態では、バランス力による引き上げ力が揺動レバー４からボビンレール２に加えられている。このため、昇降装置３によってボビンレール２を昇降動作させるときの負荷を軽減することができる。

【0033】

なお、図３においては、機台１の長手方向Ｘでフレーム部材１４の両側にバランスプーリ２７、付勢力調整部３７、バネ２９等を配置しているが、これに限らず、たとえば、フレーム部材１４の片側だけにそれらの部材を配置してもよい。

【0034】

（バランス力解除装置）
バランス力解除装置７は、付与機構５によって揺動レバー４に付与されるバランス力を解除するためのものである。バランス力解除装置７は、ボビンレール２を下降させる方向に昇降装置３を所定量だけ駆動した場合に、付与機構５によって揺動レバー４に付与されているバランス力を一時的に解除することにより、揺動レバー４をボビンレール２から分離させる。そのための構成として、バランス力解除装置７は、図１および図２に示すように、回転軸２５に取り付けられた第１プーリ４１と、駆動軸１１に取り付けられた第２プーリ４２と、第１プーリ４１と第２プーリ４２とを連結する連結部材としてのベルト４３と、を備えている。

【0035】

第１プーリ４１は、回転軸２５に同軸に取り付けられ、回転軸２５と一体に回転するものである。第１プーリ４１は、機台１の長手方向Ｘにおいて、バランスカム２６やバランスプーリ２７とは異なる位置に配置されている。

【0036】

第２プーリ４２は、駆動軸１１に同軸に取り付けられ、駆動軸１１と一体に回転するものである。第２プーリ４２は、機台１の長手方向Ｘにおいて、第１プーリ４１と同じ位置に配置されている。第２プーリ４２の外径は、第１プーリ４１の外径よりも大きく設定されている。

【0037】

ベルト４３は、たとえば、非伸縮性の平ベルトを用いて構成されている。ベルト４３は第１プーリ４１と第２プーリ４２にそれぞれ巻かれている。また、ベルト４３の一端は第１プーリ４１に固定され、ベルト４３の他端は第２プーリ４２に固定されている。図４Ａおよび図４Ｂは、第１プーリ４１に対するベルト４３の固定構造の一例を示すもので、図４Ａは機台１の長手方向Ｘから見た図、図４Ｂは図４ＡのＫ方向から見た図である。第１プーリ４１には係止溝４１ａが形成されている。係止溝４１ａは、第１プーリ４１の外周面からスリット状に切り込むかたちで形成され、その一部は幅広になっている。これに対して、第１プーリ４１の一端はループ状に折り返され、その折り返し部分に係止ピン４４が差し込まれている。係止ピン４４は、係止溝４１ａの幅広部分でベルト４３のループ部分に差し込まれ、これによってベルト４３の一端部が第１プーリ４１の係止溝４１ａから抜けないように固定されている。なお、図示はしないがベルト４３の他端も同様の構造によって第２プーリ４２に固定されている。

【0038】

また、ベルト４３には図２に示すように当接部材４６が当接している。当接部材４６は、回転軸２５の回転中心を中心に回転移動自在に設けられている。当接部材４６は、たとえば金属等のような比重の大きい材料で構成されている。また、当接部材４６は押圧ローラ４７を有している。押圧ローラ４７は、当接部材４６の端部に回転自在に設けられている。図２においては、当接部材４６の重心位置が、回転軸２５の真下よりも時計回り方向に偏っている。このため、当接部材４６には、当接部材４６の自重によって反時計回り方向の回転力が加わっている。当接部材４６は、この回転力を利用して押圧ローラ４７をベルト４３に当接し、これによってベルト４３の弛みを取り除いている。すなわち、当接部材４６は、ベルト４３の弛みを抑制する機能を有している。

【0039】

（レール受け装置）
レール受け装置８は、図２に示すように、移動用の車輪５１を有する台車構造になっている。レール受け装置８は、車輪５１の回転によって機台１の前後方向（短手方向）に移動可能に設けられている。レール受け装置８は、たとえば図示しない駆動源の駆動によって機台１の前後方向に移動する自走式の台車によって構成されている。レール受け装置８の上面には、ボビンレール２の脚部１０に対応して第２受け部５２が設けられている。第２受け部５２は、ボビンレール２をレール受け装置８で受け取る場合に、ボビンレール２の脚部１０に接触する部分となる。また、レール受け装置８の上面には、ボビンレール２の凸部９に対応して逃げ部５３が設けられている。逃げ部５３は、レール受け装置８の上面に凹状にへこんで形成されている。逃げ部５３は、ボビンレール２をレール受け装置８の上に乗せて支持する場合に、ボビンレール２の凸部９との干渉を避けるためのものである。

【0040】

レール受け装置８は、上述したレール支持部材１２と同様にボビンレール２を下から受けて支持するものである。レール受け装置８がボビンレール２を支持する位置と、レール支持部材１２がボビンレール２を支持する位置とは、互いに干渉しないように、機台１の長手方向Ｘに位置をずらして設定されている。また、レール受け装置８がボビンレール２を支持する位置と、揺動レバー４がボビンレール２を支持する位置とは、互いに干渉しないように、機台１の長手方向Ｘに位置をずらして設定されている。

【0041】

＜粗紡機の動作＞
次に、本発明の実施形態に係る粗紡機の動作について図５Ａ〜図５Ｇを用いて説明する。本実施形態では粗紡機の動作を８つのステップに分けて説明する。

【0042】

（第１ステップ）
まず、図５Ａに示すように、ボビンレール２の上面に空のボビン５５を装着した状態で昇降装置３の駆動によりボビンレール２を上昇させる。これにより、ボビン５５はフライヤ２０の内側に挿入される。昇降装置３の駆動によってボビンレール２を上昇させる場合は、駆動軸１１と一体にピニオン２１を回転させる。そうすると、図１において、ピニオン２１に噛み合うリフターラック２２が上昇するとともに、リフターラック２２と一体にレール支持部材１２が上昇する。これにより、レール支持部材１２の支持部１６に乗せられたボビンレール２を、ボビン５５と一緒に上昇させることができる。

【0043】

また、昇降装置３の駆動によってボビンレール２を上昇させる場合、揺動レバー４は、バネ２９の付勢力に応じたバランス力を受けながら、ボビンレール２の上昇に従って図５Ａの時計回り方向に移動する。

【0044】

（バランス力とモーメントの関係）
ここで、付与機構５によって揺動レバー４に付与されるバランス力と回転軸２５に作用するモーメントの関係について説明する。
バランス力は、駆動軸１１の回転によってボビンレール２を昇降させるために必要な駆動力を軽減するものである。ボビンレール２の全重量を昇降装置３のレール支持部材１２で受けて昇降動作させる場合は、駆動軸１１を回転させる動力源に大きな負荷がかかる。このため、揺動レバー４は、ボビンレール２の重量の一部を、付与機構５が付与するバランス力で受けている。このため、バランス力は、ボビンレール２の重量によって揺動レバー４に加わる力とは反対方向、すなわち上向きに付与する必要がある。したがって、付与機構５は、バランスチェーン２８を用いて揺動レバー４に上向きのバランス力を付与している。

【0045】

一方、回転軸２５には、互いに力の方向が逆方向となる２つのモーメントが作用する。第１のモーメントは、揺動レバー４がバランスチェーン２８を下向きに引っ張ることにより、バランスカム２６を介して回転軸２５に作用するモーメントである。第２のモーメントは、バネ２９がチェーン３２を下向きに引っ張ることにより、バランスプーリ２７を介して回転軸２５に作用するモーメントである。

【0046】

ボビンレール２の昇降用の動力源に無理な力が加わることなく、ボビンレール２を円滑に昇降させるためには、回転軸２５に作用する第１のモーメントと第２のモーメントのバランスを、ボビンレール２の昇降位置に関係なくほぼ一定に保つ必要がある。ただし、ボビンレール２が昇降すると、ボビンレール２の昇降位置によってバネ２９の伸縮量が変化する。また、バネ２９の伸縮量が変化すると、それに応じて第２のモーメントが変化する。具体的には、第２のモーメントは、バネ２９が最も伸びたときに最大となり、バネ２９が最も縮んだときに最小となる。

【0047】

これに対して、第１のモーメントは、揺動レバー４が支持するボビンレール２の重量に依存する。ボビンレール２の重量は、粗糸の巻き取りを開始してから終了するまでほぼ一定である（正確には、ボビン５５に巻き取られる粗糸の重量によって多少変化する。）。このため、第１のモーメントがボビンレール２の昇降位置によって変化するように、バランスカム２６のカム面が形成されている。具体的には、ボビンレール２の上昇によってバランスカム２６が図２の時計回り方向に回転すると、回転軸２５の回転中心からバランスカム２６のカム面までの距離の変化に応じて、回転軸２５に作用する第１のモーメントが徐々に小さくなるように変化する。これにより、第１のモーメントは、ボビンレール２の上昇にともなってバランスカム２６が図２の時計回り方向に回転すると小さくなる。また、第１のモーメントは、ボビンレール２の下降にともなってバランスカム２６が反対方向に回転すると大きくなる。

【0048】

一方、第２のモーメントに関しては、ボビンレール２が上昇すると、それに応じてバネ２９が縮み、ボビンレール２が下降すると、それに応じてバネ２９が伸びる。このため、第２のモーメントは、ボビンレール２が上昇すると小さくなり、ボビンレール２が下降すると大きくなる。つまり、第１のモーメントと第２のモーメントは、ボビンレール２の昇降動作に応じて互いに同じように増減する。このため、ボビンレール２の昇降動作中は、第１のモーメントと第２のモーメントのバランスを保ちながら、揺動レバー４にほぼ一定のバランス力を付与することができる。したがって、昇降装置３によって揺動レバー４にバランス力を付与することにより、ボビンレール２の昇降用の動力源に無理な力が加わることなく、ボビンレール２を円滑に昇降させることができる。

【0049】

（ベルトの弛み抑制について）
また、上述のようにボビンレール２を上昇させる場合、駆動軸１１と回転軸２５は、それぞれ、図５Ａの時計回り方向に回転する。このとき、ベルト４３は、駆動軸１１の回転によって第２プーリ４２から送り出される一方、回転軸２５の回転によって第１プーリ４１に巻き取られる。本実施形態においては、ボビンレール２の上昇にともなって第２プーリ４２から送り出されるベルト４３の長さが、第１プーリ４１に巻き取られるベルト４３の長さよりも長くなるように、各プーリの外径などが設定されている。このため、ボビンレール２を上昇させていくと、第１プーリ４１と第２プーリ４２との間にベルト４３の余長が生じる。これに対して、当接部材４６は、第１プーリ４１と第２プーリ４２との間に生じるベルト４３の余長分に応じて第１プーリ４１のまわりを回転移動する。当接部材４６の回転移動は、当接部材４６の自重によるものである。これにより、ベルト４３には、当接部材４６の自重による回転力によって押圧ローラ４７が常に当接した状態となる。このため、ベルト４３の弛みが抑制される。また、ベルト４３には、当接部材４６の自重による弱い力しか加わらない。このため、ボビンレール２の昇降用の動力源にほとんど負荷をかけることなく、ベルト４３の弛みを抑制することができる。

【0050】

（第２ステップ）
次に、図５Ａに矢印Ｊで示すように駆動軸１１の正逆回転によりボビンレール２を繰り返し昇降動作させるとともに、ボビン５５がフライヤ２０よりも高速で回転することにより、ボビン５５に粗糸（不図示）を巻き取る。また、ボビン５５の中心軸方向における粗糸の巻き位置は、駆動軸１１の正逆回転によるボビンレール２の昇降動作によって順次変更される。これにより、ボビン５５に所定の積層形状で粗糸が巻き取られる。

【0051】

また、上述のように駆動軸１１を正逆回転させると、駆動軸１１の回転方向に応じてベルト４３が第２プーリ４２に巻き取られたり、第２プーリ４２から送り出されたりする。その際、当接部材４６は、第１プーリ４１と第２プーリ４２との間に生じるベルト４３の余長分に応じて第１プーリ４１のまわりを双方向に回転移動する。このため、ボビンレール２の昇降動作中もベルト４３の弛みが当接部材４６によって抑制される。

【0052】

（第３ステップ）
その後、ボビン５５への粗糸の巻き取りを終えると、図５Ｂに示すように、昇降装置３の駆動によりボビンレール２を下降させる。これにより、粗糸巻き層５６を有するボビン（満ボビン）５５は、ボビンレール２と共に下降する。また、揺動レバー４は、ボビンレール２の下降に従って揺動する。揺動レバー４の揺動方向は、ボビンレール２を上昇させる場合と反対方向になる。図５Ｂの段階では、ボビンレール２が揺動レバー４によって支持されている。また、揺動レバー４には、バランスチェーン２８を介してバランス力が付与されている。また、第１プーリ４１と第２プーリ４２との間には、ベルト４３の余長分が僅かに生じている。

【0053】

（第４ステップ）
続いて、図５Ｂの状態から駆動軸１１を更に回転させることにより、図５Ｃに示すように、それまで昇降装置３と揺動レバー４で支持していたボビンレール２をレール受け装置８に受け渡す。この段階で、昇降装置３は、ボビンレール２を下降させる方向に所定量だけ駆動された状態となる。そうすると、昇降装置３のレール支持部材１２は、ボビンレール２から分離する。また、揺動レバー４は、バランス力の解除によってボビンレール２から分離する。以下、詳しく説明する。

【0054】

まず、昇降装置３のレール支持部材１２は、図１に示すように、支持部１６の第１受け部１８でボビンレール２の脚部１０を受けながら、駆動軸１１の回転に従って下降する。ただし、ボビンレール２の脚部１０が、支持部１６の第１受け部１８からレール受け装置８の第２受け部５２に受け渡されると、その後の駆動軸１１の回転にともなうレール支持部材１２の下降により、支持部１６は脚部１０から離れて下方に退避する。これにより、レール支持部材１２がボビンレール２から分離した状態になる。

【0055】

一方、揺動レバー４は、ボビンレール２の重量をバランス力で受けながら、ボビンレール２の下降に従って揺動する。ただし、そのバランス力は、ボビンレール２の脚部１０がレール受け装置８の第２受け部５２に受け渡されると、その後の駆動軸１１の回転にともなうベルト４３の張力により、揺動レバー４に作用しなくなる。その理由は、次のとおりである。

【0056】

まず、上述したように駆動軸１１を更に回転させると、駆動軸１１と一体に第２プーリ４２が回転する。このとき、ベルト４３は第２プーリ４２に巻き取られ、これによってベルト４３に所定の張力が付与される。その際、当接部材４６は、ベルト４３の張力に押されて図５Ｃの時計回り方向に回転移動する。また、駆動軸１１の回転によってベルト４３が第２プーリ４２に巻き取られると、ベルト４３を介して第１プーリ４１に回転力が加わり、この回転力が回転軸２５に第３のモーメントとして作用する。第３のモーメントは、バネ２９の付勢力によって回転軸２５に作用する第２のモーメントと反対方向に作用する。このため、駆動軸１１の回転によってベルト４３に強い張力を付与しながら、第１プーリ４１と第２プーリ４２を回転させると、第１プーリ４１と一緒に、回転軸２５、バランスカム２６およびバランスプーリ２７が回転する。そうすると、バランスカム２６の回転によってバランスチェーン２８が下方に送り出されるとともに、バランスプーリ２７の回転によってバネ２９が伸ばされる。これにより、バネ２９の付勢力を利用して揺動レバー４に付与されていたバランス力は、第１プーリ４１と第２プーリ４２の間でベルト４３の張力によって受けられる。このため、揺動レバー４にバランス力が作用しなくなる。

【0057】

このように、バランス力解除装置７によってバランス力が解除されると、揺動レバー４は、上述のようにバランスカム２６の回転によってバランスチェーン２８が送り出されたときに、レバー自身の自重によって図５Ｃの反時計回り方向に移動する。これにより、揺動レバー４の受け口２３がボビンレール２の凸部９から離れて下方に退避する。このため、揺動レバー４がボビンレール２から分離した状態になる。

【0058】

（第５ステップ）
次に、図５Ｄに示すように、ボビンレール２を乗せたレール受け装置８を機台１の前方に移動させる。レール受け装置８の移動は、車輪５１の回転を利用して行う。このとき、粗糸巻き層５６を有するボビン５５が装着されたボビンレール２は、レール受け装置８と一緒に機台１の前方に移動する。このため、ボビン５５の直上にフライヤ２０が存在しなくなる。

【0059】

（第６ステップ）
次に、図示しない自動玉揚げ装置により、粗糸巻き層５６を有するボビン５５をボビンレール２から取り外した後、図５Ｅに示すように、空のボビン５５をボビンレール２に取り付ける。すなわち、ボビンレール２に装着されるボビン５５を満ボビンから空ボビンに交換する。

【0060】

（第７ステップ）
次に、図５Ｆに示すように、レール受け装置８を機台１の後方に向かって移動させる。このとき、空のボビン５５が装着されたボビンレール２は、レール受け装置８と一緒に機台１の後方に向かって移動する。これにより、空のボビン５５がフライヤ２０の直下に配置される。

【0061】

（第８ステップ）
次に、昇降装置３の駆動によってボビンレール２を上昇させることにより、図５Ｇに示すように、レール受け装置８よりも高い位置にボビンレール２を持ち上げる。このとき、ボビンレール２の脚部１０は、レール受け装置８の第２受け部５２からレール支持部材１２の第１受け部１８に受け渡される。また、昇降装置３の駆動によって駆動軸１１を回転させることにより、第２プーリ４２からベルト４３を送り出す。そうすると、ベルト４３の送り出しによって第３のモーメントが小さくなる。そして、第３のモーメントが第２のモーメントよりも小さくなると、回転軸２５、バランスカム２６およびバランスプーリ２７は、それぞれ、バランス力解除時とは反対方向に回転する。これにより、バランスカム２６の回転によってバランスチェーン２８が引き上げられるとともに、バランスプーリ２７の回転によってバネ２９が縮められる。このため、バネ２９の付勢力を利用して揺動レバー４に再びバランス力が付与された状態になる。また、第１プーリ４１と第２プーリ４２の間でベルト４３の弛みが当接部材４６によって抑制された状態になる。
以降は、上記第１ステップ〜第８ステップの動作が繰り返される。

【0062】

＜実施形態の効果＞
本発明の実施形態においては、付与機構５によってボビンレール２に付与されているバランス力をバランス力解除装置７によって解除することにより、揺動レバー４をボビンレール２から分離するとともに、バランス力の解除に際してレール受け装置８が昇降装置３および揺動レバー４からボビンレール２を受け取る構成になっている。このため、レール受け装置８を機台１の前方に移動させることができる。これにより、フライヤ２０に邪魔されることなく、ボビン５５を交換することができる。その結果、バランス装置と自動玉揚げ装置を両立させることができる。

【0063】

また、本発明の実施形態においては、昇降装置３の駆動軸１１を利用してバランス力解除装置７がバランス力を解除する構成になっている。具体的には、駆動軸１１の回転によって第２プーリ４２を回転させ、この回転力により第１プーリ４１と第２プーリ４２の間でベルト４３に所定の張力を加えて第１プーリ４１を回転させることにより、バランス力を解除する構成を採用している。これにより、新たな動力源を必要とすることなく、昇降装置３の動力源を利用してバランス力を解除することができる。

【0064】

また、本発明の実施形態においては、第１プーリ４１と第２プーリ４２とを連結する連結部材をベルト４３によって構成している。このため、第１プーリ４１や第２プーリ４２に対して、連結部材であるベルト４３を多層巻きで巻き付けることができるとともに、駆動軸１１の回転によってベルト４３を緩めたり張ったりするときにベルト４３の巻き付き状態を安定的に維持することができる。多層巻きとは、プーリの径方向にベルトを２層以上に重ねて巻くことをいう。

【0065】

また、本発明の実施形態においては、回転軸２５の回転中心を中心に回転移動可能な当接部材４６がその自重によってベルト４３に当接することにより、ベルト４３の弛みを抑制する構成を採用している。このため、駆動軸１１の回転によってベルト４３を緩めたり張ったりするときに、第１プーリ４１や第２プーリ４２からベルト４３が外れることを抑制することができる。

【0066】

＜変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。

【0067】

たとえば、上記実施形態においては、当接部材４６によってベルト４３の弛みを抑制することにより、第１プーリ４１や第２プーリ４２からベルト４３が外れないようにしたが、本発明はこれに限らない。たとえば、図６に示すように、機台１の長手方向Ｘでベルト４３を両側から挟む位置に一対の規制部材６０を配置し、これらの規制部材６０によってベルト４３の位置ずれを規制する構成を採用してもよい。一対の規制部材６０を備えた構成を採用すれば、ベルト４３に弛みが生じる場合でも、第１プーリ４１や第２プーリ４２からベルト４３が外れないよう、ベルト４３の位置を適切に維持することができる。

【0068】

なお、一対の規制部材６０を備えた構成を採用する場合は、駆動軸１１の正逆回転によってボビンレール２を昇降動作させている間、昇降装置３の動力源に余分な負荷をかけないよう、ベルト４３を常に弛ませた状態に維持するとよい。また、駆動軸１１の回転によって上記図５Ｂの状態になったときにベルト４３の弛みを解消し、上記図５Ｂの状態から図５Ｃの状態に遷移するときにベルト４３に強い張力が加わってバランス力が解除されるようにするとよい。

【0069】

また、上記実施形態においては、連結部材の一例としてベルト４３を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、たとえば、チェーンやワイヤなどによって連結部材を構成してもよい。

【符号の説明】

【0070】

２ ボビンレール、３ 昇降装置、４ 揺動レバー、５ 付与機構、６ バランス装置、７ バランス力解除装置、８ レール受け装置、１１ 駆動軸、２５ 回転軸、２６ バランスカム、２７ バランスプーリ、２８ バランスチェーン、２９ バネ（付勢部材）、４１ 第１プーリ、４２ 第２プーリ、４３ ベルト（連結部材）、４６ 当接部材、６０ 規制部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】

【図5G】

【図6】